EP1188517A1 - Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät - Google Patents

Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät Download PDF

Info

Publication number
EP1188517A1
EP1188517A1 EP00119988A EP00119988A EP1188517A1 EP 1188517 A1 EP1188517 A1 EP 1188517A1 EP 00119988 A EP00119988 A EP 00119988A EP 00119988 A EP00119988 A EP 00119988A EP 1188517 A1 EP1188517 A1 EP 1188517A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
processing device
tool insert
locking
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00119988A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Ruegg
Beat Krattiger
Harald Haan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Storz Endoskop GmbH
Original Assignee
Storz Endoskop GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Storz Endoskop GmbH filed Critical Storz Endoskop GmbH
Priority to EP00119988A priority Critical patent/EP1188517A1/de
Priority to DE50110915T priority patent/DE50110915D1/de
Priority to EP20010111758 priority patent/EP1155776B1/de
Priority to US09/859,199 priority patent/US6626824B2/en
Publication of EP1188517A1 publication Critical patent/EP1188517A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00087—Tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/012—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
    • A61B1/018—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor for receiving instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320016—Endoscopic cutting instruments, e.g. arthroscopes, resectoscopes
    • A61B17/32002—Endoscopic cutting instruments, e.g. arthroscopes, resectoscopes with continuously rotating, oscillating or reciprocating cutting instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B45/00—Means for securing grinding wheels on rotary arbors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/00296—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means mounted on an endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/0046—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with a releasable handle; with handle and operating part separable
    • A61B2017/00473—Distal part, e.g. tip or head
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00477—Coupling

Definitions

  • the invention relates to an interchangeable tool insert (Exchange tool insert) for an endoscopic processing device, with a shaft that at its distal end with a Tool unit and at its proximal end with a coupling element connected is.
  • the invention further relates to a endoscopic processing device with a aforementioned tool insert.
  • the object of the present invention is achieved with a tool insert solved, which has the features specified in claim 1.
  • the task is also solved by a processing device, having the features of claim 7.
  • the replacement tool insert can be manufactured cost-effectively in a realized version from a standard machining tool (Grinders, milling cutters etc.) for dental technology needs, on its shaft a steel strand as a flexible drive shaft was soldered.
  • the strand is more flexible as a solid wire, on the other hand the strand dampens transverse vibrations, that can arise from unbalance.
  • the exchange tool is soldered proximally to the strand Coupling completed that the releasable connection to the engine.
  • the strand is not rotating Spiral surrounded. Between this spiral and the strand is as little play as possible, so that no unbalance builds up can. An unbalance would besides the disturbing vibrations also lead to friction losses on the inside of the spiral.
  • the spiral in turn is through a plastic shrink tube encased that has multiple functions.
  • First serves he as a vibration damper. Damping results in resonances annihilated by the vibration building up to friction losses being able to lead.
  • the shank of the machining tool is partially one slotted bearing bush surrounded by the slit, alongside the bearing function, also part of a locking mechanism forms.
  • an anchoring mechanism at the distal end of the processing device provided, which the bearing bush and thus the entire Anchored replacement tool insert.
  • This is for example a sliding sleeve at the distal end of the processing device attached, which is moved distally and proximally in the longitudinal direction can be. In one position it locks through Bend an outwardly resilient tab that inwards with is provided with a cam, the tool shaft at its groove. On in this way locking is achieved with a minimum requirement on additional shaft diameter. In doing so locks the rotating tool and the bearing bush at the same time, since the latter has a slot through which the cam penetrates and in the circumferential groove of the tool for locking intervenes.
  • the locking at the distal end of the flexible Shaft allows good tool guidance. Because would be the exchange tool locked proximally to the motor coupling the working tool due to the longitudinal spring action of the flexible shaft dodge proximally with axial pressure. This would lead to imprecise tool handling.
  • the exchange tools of the applicant's medical processing device are locked proximally, which is because of the rigid Transmission wave hardly plays a role.
  • the bearing bush has something in the distal end of the processing device Game, which causes the machining tool to become unbalanced not have a strong impact, but through a minimal co-movement the bearing bush can be compensated. This self-balancing extends the service life as the friction-causing Vibrations are minimized.
  • the spiral is easily moved by unbalance of the strand.
  • the Movement is caused by the play between the insertion channel (Insert channel) and the plastic hose around the spiral. Due to the slight movement caused by the plastic jacket is damped, a self-balancing occurs, which minimizes the vibrations.
  • the bending module must be minimized of the transmission element should be as small as possible.
  • the inertia that can vibrate must be as low as possible his.
  • the dimensions of an asymmetry on the transmission element should be as small as possible.
  • the relative surface speed Transmission element and protective cover must be as small as possible his.
  • the area of any lubricating film around the transmission element must be as small as possible.
  • the diameter of the transmission element is therefore multiple into the friction losses.
  • the transmission element is due the above points chosen with a small diameter if possible. Since the contact pressure of the processing tool is usually small, even a small torque has to be transmitted. That that the diameter of the transmission element is just that must be large that the maximum torque of the motor can transmit.
  • FIG. 1 For example, as an energy source Compressed air instead of electricity for the engine, or set as Vibration damping the shaft a liquid bath in which the shaft rotates.
  • the processing device consists of a standard rigid Boroscope with viewing direction 0 ° to approx. 30 °, which is in one Working group can be inserted and locked.
  • the Working group contains the reception channel (operational channel) for the replacement tool insert.
  • Wear parts such as grinding head (application-specific), Bearing bushes and flexible shaft are easy for the user interchangeable accessory, the replacement tool insert, summarized.
  • probes can be used for probes (grasping forceps, driven and non-driven tools, sensors, additional light fibers, UV analysis light, UV curing light, laser processing fibers, Fiber optics for observation or spectroscopy, etc.) and / or media (adhesive, coatings, Paint, chemicals, coolants, lubricants, powder, compressed air, Gases, water, etc.)
  • media adheresive, coatings, Paint, chemicals, coolants, lubricants, powder, compressed air, Gases, water, etc.
  • the suction too material from the processing area is possible (Grinding dust, dirt, sampling for analysis).
  • the working channels are preferably with a standardized coupling connection, such as. Provide Luer connection. Leave there lock probes etc. in addition to supply lines.
  • the outlook of the borescope comes to the forehead at the distal end of the Workload.
  • a handle housing Proximal to the working group a handle housing is provided, which the drive motor, Switch that contains electronics inside.
  • the housing also serves as the basis for the attachment and implementation of the working channels and the connecting cable proximally.
  • the light weight and the shape of the handle enable an ergonomic Hold.
  • the length of the handle is in favor of one larger working length kept as short as possible.
  • connection cable comes with a multifunctional supply unit connected, which in addition to the supply energy (primarily electricity, but e.g. compressed air possible) for the Engine also e.g. provide the illuminating light for the endoscope can.
  • supply energy primarily electricity, but e.g. compressed air possible
  • Engine also e.g. provide the illuminating light for the endoscope can.
  • illuminating light is emitted by a light source directed the light connection into the endoscope. That at the distal end emerging light illuminates the cavity and the grinding head.
  • the device works with a high number of revolutions, similar to a dentist drill, which with large circulation forces means large stock removal rates and enables exact manageability.
  • the device can either with the switch in the handle or with be activated with a foot switch.
  • the speed can preferably be adjusted to the tool and the situation adapt.
  • the processing device can be visually inspected at the processing point be carried out where processing started immediately can be.
  • the expensive borescope can be carried out at any time easily separate from the working majority. This is through the easily detachable connection using the universal bayonet lock of our house.
  • the separately usable Boroscope enables a more precise inspection of the machined Place, because the optics closer to the surface to the enlarged Detail can be brought up because none Working head of an exchange tool insert the device at a distance holds.
  • Fig. 4 the same processing device is shown as with reference on Fig. 3, but with the distal end with the Machining head of the replacement insert tool are deflected can.
  • the distraction is for the sake of mechanical stability preferably in one direction to a predefined one Stop, when reached the steering is design-conscious stiffened abruptly. This stiffening improves the precise Tool guide.
  • the one-way distraction allows nevertheless processing a large area in a cavity, since the device is also simply around its longitudinal axis can be rotated with the handle.
  • the borescope has in this application example to the embodiment according to FIG. 3, a viewing direction of approx. 70 °, the view before steering through an opening in the Mantle of the working group is provided.
  • the distraction the distal end in this application example is approximately 90 °.
  • the dimensions, the viewing direction and the visual field e.g. 30 ° are coordinated so that the working head is more suitable Position in the image of the borescope, e.g. in the Middle or lower third of the picture, and so that a reasonable Detail recognition of the surface to be processed enables becomes.
  • the angles for distraction and visual field etc. are application-related.
  • the deflection of the distal end is preferably relative with a small knurled knob on the proximal end of the handle housing via a preferably bidirectional Bowden cable causes.
  • a small knurled knob on the proximal end of the handle housing via a preferably bidirectional Bowden cable causes.
  • the moving element of the bidirectional Bowden cable is made of a strand and a close-fitting one surrounding it Spiral built up, which at least at both ends firmly together are connected.
  • the train is pulled by the rope Transfer thrust through the spiral.
  • a rigid tube forms the Outer casing of the Bowden cable for guiding and absorbing the counterforce.
  • the implement is in a straight state up to the approximate working position introduced.
  • a fiber image guide probe can be inserted here enable an introduction under visual control, since the borescope is not intended for a straight view is.
  • the distal end brought into the working position with the rotary knob, whereby advantageous stiffening occurs at the end of the stop.
  • a variant of the steering also provides a mechanism that a stiffening of the flexible by a further actuating element Partially in any deflection position possible without the distraction must be deflected to the stop.
  • the motor can as activated in Fig. 3 and the endoscopic processing the surface under simultaneous observation become.
  • the processing device is advantageously again straightened Distraction removed from the editing room.
  • the one used here can also be used Boroscope can be removed from the workforce enlarged detail view of the surface through use of the unmounted borescope.
  • a modification of the embodiment shown in Fig. 4 exists in not using a rigid borescope, but instead to use a fiber optic on the front of the distracting distal end.
  • the deflection mechanism and the additional working channel is analogous to the embodiment 4 formed.
  • the three variant examples offer a great variety Surface geometries can be edited.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

Ein austauschbarer Werkzeugeinsatz für ein endoskopisches Bearbeitungsgerät, weist eine Welle auf, die an ihrem distalen Ende mit einer Werkzeugeinheit und an ihrem proximalen Ende mit einem Kupplungselement verbunden ist. Die Welle ist flexibel ausgebildet, und die Werkzeugeinheit weist ein Verriegelungselement auf, das mit einem Verriegelungsteil des Bearbeitungsgeräts zusammenwirkt, um den Werkzeugeinsatz lösbar zu halten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen austauschbaren Werkzeugeinsatz (Austauschwerkzeigeinsatz) für ein endoskopisches Bearbeitungsgerät, mit einer Welle, die an ihrem distalen Ende mit einer Werkzeugeinheit und an ihrem proximalen Ende mit einem Kupplungselement verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein endoskopisches Bearbeitungsgerät mit einem vorgenannten Werkzeugeinsatz.
Stand der Technik
  • Bei bekannten starren Geräten erfolgt die Bewegungsübertragung vom proximal gelegenen Motor zum distalen Arbeitswerkzeug mittels starren Antriebswellen oder mit Transmissionsriemen. Diese Übertragungselemente erfordern Getriebeeinheiten oder Umlenkrollen, welche Kosten Platz- und Effizienzverlust bewirken. Die Konstruktion der Energietransmission vom proximal gelegenen Motor zum distalen Arbeitswerkzeug ist kompliziert und störungsanfällig. Starre Antriebswellen, die parallel und nahe der Längsachse des Arbeitsschaftes liegen, können nicht direkt an einen Motor angekuppelt werden, da der Motor gewisse Mindestabmessungen aufweist, die mit der starren Linsenoptik kollidieren. Bei den optisch schlechter auflösenden Faseroptiken wäre dies allerdings nicht der Fall.
  • Fliehkräfte und Unwuchten führen zu Vibrationen, die die Drehzahl nach oben begrenzen. Durch diese konstruktionsbedingte Niedertourigkeit folgt eine geringere Abtragsleistung.
  • Das Übertragungssystem für die Bewegung des Schleifkopfes ist Verschleiss unterworfen und kann nicht bei dem Gerät "Blending Scope" der Fa. R. Wolf durch den Anwender ausgetauscht werden.
  • Ein medizinische Gerät der Anmelderin muss zur Schmierung der Lager mit Spülflüssigkeit betrieben werden. Es ist daher nicht einsetzbar für technische Anwendungen. Der Austauschwerkzeugeinsatz enthält alle Verschleisselemente wie Lager und Fräskopf, sowie die Welle und den Wellenschutz. Er ist aber starr und konstruktionsbedingt nicht für hohe Tourenzahlen ausgelegt.
Aufgabe der Erfindung
  • Endoskopische universelle Bearbeitung und /oder Analyse unter optischer Sichtkontrolle hauptsächlich mit einem rotierenden Werkzeug an schwerzugänglichen Stellen. Die Bearbeitung beinhaltet beispielsweise das Entgraten von Gussteilen, das Ausschleifen von Einschlagskerben an Triebwerksschaufeln, das Abschleifen von Korrosion zur Oberflächenanalyse z.B. bei Rissprüfungen, das Abschleifen von Schweissnähten, das Bohren von Löchern etc.
  • Möglichst grosser Materialabtrag pro Zeiteinheit.
  • Kostengünstiger Betrieb
  • Einfacher Austausch von verschleissbehafteten Werzeugeinsätzen, wobei alle verschleissbehafteten Teile in ein austauschbares Element zusammengefasst sind. Verschleiss-Punkte sind Lagerbüchse und Schaft des Schleifwerkzeuges, Schleiffläche, flexible Welle, Kupplungsstück.
  • Da der Auflagedruck durch den langen Hebel des langen Geräteschaftes begrenzt ist, muss die hohe Abtragsleistung durch hohe Drehzahlen erreicht werden.
  • Durch die geforderte hohe Drehzahl entstehen Probleme, die gelöst werden müssen durch vibrationshemmende Massnahmen wie dynamische Balancierung, Dämpfung und reibungshemmende Massnahmen. Dies wird durch die Miniaturisierung erreicht: kleine Welle, kleine Lager, kleine Fräser, kleine Kupplung, kleiner Motor.
  • Kombination obiger drei Grundgedanken zu einem Austauschwerkzeugeinsatz
  • Verwendung der Austauschwerkzeugeinsätze mit den entsprechenden Bearbeitungsgeräten
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einem Werkzeugeinsatz gelöst, der die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Die Aufgabe wird auch von einem Bearbeitungsgerät gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 7 aufweist.
Figuren
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Dabei
zeigen:
Fig. 1
eine schematische Schnittdarstellung eines Arbeitsschaftes eines Bearbeitungsgeräts mit einem Austauschwerkzeug;
Fig. 2
eine schematische Schnittdarstellung eines gebogenen Arbeitsschaftes;
Fig. 3
eine schematische Darstellung eines Bearbeitungsgeräts mit einem starren Arbeitsschaftes; und
Fig. 4
eine schematische Darstellung eines Bearbeitungsgeräts mit einem flexiblen Arbeitsschaft.
Ausführungsbeispiele
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 wird nachfolgend ein austauschbarer Werkzeugeinsatz beschrieben.
Aufbau:
Der kostengünstig herstellbare Austauschwerkzeugeinsatz besteht in einer realisierten Ausführung aus einem Standard-Bearbeitungswerkzeug (Schleifer, Fräser etc.) für den Zahntechnikbedarf, an dessen Schaft eine Stahllitze als flexible Antriebswelle gelötet wurde. Die Litze ist einerseits flexibler als ein massiver Draht, andererseits dämpft die Litze Querschwingungen, die durch Unwuchten entstehen können. Proximal wird das Austauschwerkzeug durch das an die Litze proximal angelötete Kupplungsstück abgeschlossen, das die lösbare Verbindung zum Motor darstellt. Die Litze wird von einer nicht mitrotierenden Spirale umgeben. Zwischen dieser Spirale und der Litze ist möglichst wenig Spiel, so dass sich keine Unwucht aufbauen kann. Eine Unwucht würde neben den störenden Vibrationen auch zu Reibungsverlusten an der Innenseite der Spirale führen. Die Spirale seinerseits ist durch einen Kunststoffschrumpfschlauch ummantelt, der mehrere Funktionen hat. Erstens dient er als Vibrationsdämpfer. Durch eine Dämpfung werden Resonanzen vernichtet, die durch Aufschaukelung der Vibrationen zu Reibungsverlusten führen können. Zweitens schützt er die Spirale vor Verformungen, die durch die Montage oder Demontage entstehen können. Drittens verhindert er einen Schmiermittelverlust.
Verriegelung:
Der Schaft des Bearbeitungswerkzeuges ist teilweise von einer geschlitzten Lagerbüchse umgeben, die durch den Schlitz, neben der Lagerfunktion, auch Teil eines Verriegelungsmechanismus bildet.
Am Distalende des Bearbeitungsgerätes ist ein Verankerungsmechanismus vorgesehen, welcher die Lagerbüchse und somit den gesamten Austauschwerkzeugeinsatz verankert. Dazu ist beispielsweise am Distalende des Bearbeitungsgerätes eine Schiebehülse angebracht, die in Längsrichtung nach distal und proximal verschoben werden kann. In der einen Position verriegelt sie durch Einbiegen einer nach aussen federnden Lasche, die inwärts mit einer Nocke versehen ist, den Werkzeugschaft an dessen Nut. Auf diese Weise wird eine Verriegelung erreicht mit einem Minimalbedarf an zusätzlichem Schaftdurchmesser. Dabei werden gleichzeitig das rotierende Werkzeug und die Lagerbuchse verriegelt, da letztere einen Schlitz aufweist durch den die Nocke durchdringt und in der umlaufenden Nut des Werkzeuges zur Verriegelung eingreift.
Durch die Verriegelung am Distalende wird bei der flexiblen Welle eine gute Werkzeugführung ermöglicht. Denn wäre das Austauschwerzeug proximal an der Motorkupplung verriegelt, würde durch die Längsfederwirkung der flexiblen Welle das Arbeitswerkzeug bei axialer Anpresskraft nach proximal ausweichen. Dies würde zu einer unpräzise Werkzeughandhabe führen. Die Austauschwerkzeuge des medizinischen Bearbeitungsgerätes der Anmelderin werden proximal verriegelt, was wegen der starren Übertragungswelle aber kaum eine Rolle spielt.
Vibrationsminimierung:
Die Lagerbüchse hat im Distalende des Bearbeitungsgerätes etwas Spiel, was bewirkt, dass sich Unwuchten des Bearbeitungswerkzeuges nicht stark auswirken, sondern durch eine minime Mitbewegung der Lagerbüchse kompensiert werden. Dies Selbstbalancierung verlängert die Lagerstandzeit, da die reibungsverursachenden Vibrationen minimiert werden.
Ein ähnlicher Effekt tritt beim Übertragungselement auf. Die Spirale wird durch Unwuchten der Litze leicht mitbewegt. Die Bewegung wird durch das Spiel zwischen dem Einschubkanal (Einsatzkanal) und dem Kunststoffschlauch um die Spirale ermöglicht. Durch die leichte Bewegung, die durch den Kunststoffmantel gedämpft wird, tritt eine Selbstbalancierung ein, welche die Vibrationen minimiert.
Reibungsminimierung:
Da die Bewegungsübertragung über ein gekrümmtes Übertragungselement geschieht, muss zur Reibungsminimierung der Biegemodul des Übertragungselementes möglichst gering sein.
Die Schwungmasse, die vibrieren kann, muss möglichst gering sein. Die Abmessungen einer Asymmterie am Übertragungselement soll möglichst klein sein. Die relative Oberflächengeschwindigkeit Übertragungselement und Schutzhülle muss möglichst gering sein. Die Fläche eines allfälligen Schmierfilms um das Übertragungselement muss möglichst klein sein.
Der Durchmesser des Übertragungselementes geht somit mehrfach in die Reibungsverluste ein. Das Übertragungselement wird wegen den obigen Punkten möglichst mit kleinem Durchmesser gewählt. Da der Anpressdruck des Bearbeitungswerkzeuges meist klein ist, muss auch nur ein kleines Drehmoment übertragen werden. D.h. dass der Durchmesser des Übertragungselementes nur gerade so gross zu sein braucht, dass es das Maximaldrehmoment des Motors übertragen kann.
Die Möglichkeit zur Selbstbalancierung und die Vibrationsdämpfung des Austauschwerkzeuges erlauben problemlos hohe Drehzahlen z.B. über 30'000 UpM. Zudem ist durch die Miniaturisierung des Übertragungselementes die erforderliche Motorleistung minimal, z.B. 2W, was die Verwendung eines kleinen Motors und somit ein graziles Gerätedesign ermöglicht.
Weiter Ausführungsformen der Erfindung benutzen bspw. als Energiequelle Druckluft statt Strom für den Motor, oder setzen als Vibrationsdämpfung der Welle ein Flüssigkeitsbad ein, in welchem die Welle rotiert.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird ein endoskopisches Bearbeitungsgerät mit starrem Distalende nachfolgend beschrieben.
Das Bearbeitungsgerät besteht aus einem standardmässigen starren Boroskop mit Blickrichtung 0° bis ca. 30°, welches in einen Arbeitsüberschaft eingeschoben und verriegelt werden kann. Der Arbeitsüberschaft enthält den Aufnahmekanal (Einsatzkanal) für den Austauschwerkzeugeinsatz.
Die Verschleissteile wie Schleifkopf (anwendungsspezifisch), Lagerbüchsen und flexible Welle sind zu einem vom Anwender einfach austauschbaren Zubehörteil, dem Austauschwerkzeugeinsatz, zusammengefasst.
Es sind weitere, universell einsetzbare Arbeitskanäle in den Arbeitsüberschaft integriert. Diese können für Sonden (Fasszangen, angetriebene und ungetriebene Werkzeuge, Sensoren, Zusatzlichtfasern, UV-Analyselicht, UV-Aushärtungslicht, Laser-Bearbeitungsfasern, Faseroptik zur Beobachtung oder Spektroskopie, etc. ) und/oder Medien (Klebstoff, Beschichtungen, Farbe, Chemikalien, Kühlmittel, Schmiermittel, Pulver, Druckluft, Gase, Wasser, etc. ) verwendet werden. Auch die Absaugung von Material aus der Bearbeitungsgegend ist möglich (Schleifstaub, Verschmutzungen, Probenentnahme zur Analyse).
Die Arbeitskanäle sind vorzugsweise mit einem genormten Kupplungsanschluss, wie z.B. Luer-Anschluss versehen. Dort lassen sich neben Zuleitungen auch Sonden etc. verriegeln. Der Ausblick des Boroskopes kommt etwa an die Stirn am Distalende des Arbeitsüberschaftes zu liegen. Proximal am Arbeitsüberschaft ist ein Handgriffgehäuse vorgesehen, welches den Antriebsmotor, Schalter, Elektronik im Innern enthält. Das Gehäuse dient ferner als Basis für die Befestigung und Durchführung der Arbeitskanäle und des Anschlusskabels nach proximal. Das geringe Gewicht und die Form des Handgriffes ermöglichen ein ergonomisches Halten. Die Länge des Griffes wird aber zu Gunsten einer grösseren Arbeitslänge möglichst kurz gehalten.
Das Anschlusskabel wird mit einer multifunktionellen Versorgungseinheit verbunden, welche neben der Versorgungsenergie (primär Elektrizität, aber z.B. auch Druckluft möglich) für den Motor auch z.B. das Beleuchtungslicht für das Endoskop liefern kann.
Zum Betrieb wird Beleuchtungslicht von einer Lichtquelle durch den Lichtanschluss ins Endoskop geleitet. Das am Distalende austretende Licht beleuchtet den Hohlraum und den Schleifkopf. Das Gerät arbeitet mit hoher Tourenzahl, ähnlich einem Zahnarzt-Bohrer, was bei kleinen Auflagekräften grosse Abtragsleistungen und exakte Führbarkeit ermöglicht.
Das Gerät kann entweder mit dem Schalter im Handgriff oder mit einem Fussschalter aktiviert werden. Die Drehzahl kann vorzugsweise eingestellt werden, um sie dem Werkzeug und der Situation anzupassen.
Das Bearbeitungsgerät kann unter Sichtkontrolle an die Bearbeitungsstelle geführt werden, wo sofort mit der Bearbeitung begonnen werden kann.
Durch den modularen Aufbau lässt sich jederzeit das teure Boroskop vom Arbeitsüberschaft leicht trennen. Dies wird durch die einfach lösbare Verbindung mittels des universellen Bajonett-Verschlusses unseres Hauses ermöglicht. Das getrennt einsetzbare Boroskop ermöglicht eine genauere Inspektion der zu bearbeitenden Stelle, da die Optik näher an die Oberfläche zur vergrösserten Detaildarstellung heran geführt werden kann, weil kein Arbeitskopf eines Austauschwerkzeugeinsatzes das Gerät auf Distanz hält.
In Fig. 4 ist das gleiche Bearbeitungsgerät gezeigt wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben, wobei aber das Distalende mit dem Bearbeitungskopf des Austauscheinsatzwerkzeuges abgelenkt werden kann. Der mechanischen Stabilität zuliebe geht die Ablenkung vorzugsweise in eine Richtung bis zu einem vordefinierten Anschlag, bei dessen Erreichen sich die Lenkung konstruktionsbewusst abrupt versteift. Diese Versteifung verbessert die präzise Werkzeugführung. Die Ablenkung in nur einer Richtung ermöglicht trotzdem eine Bearbeitung eines grossen Bereiches in einem Hohlraum, da das Gerät auch einfach um seine Längsachse mit dem Handgriff rotiert werden kann.
Das Boroskop besitzt in diesem Anwendungsbeispiel im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 3 eine Blickrichtung von ca. 70°, wobei der Ausblick vor der Lenkung durch eine Öffnung im Mantel des Arbeitsüberschaftes vorgesehen ist. Die Ablenkung des Distalendes beträgt in diesem Anwendungsbeispiel ca. 90°. Die Abmessungen, die Blickrichtung und das Gesichtsfeld (z.B. 30°) sind so koordiniert, dass der Arbeitskopf an geeigneter Stelle im Bild des Boroskopes zu liegen kommt, z.B. in der Bildmitte oder im unteren Bilddrittel, und so, dass eine angemessene Detailerkennung der zu bearbeitenden Oberfläche ermöglicht wird. Die Winkel für Ablenkung und Gesichtsfeld etc. sind anwendungsbedingt.
Die Ablenkung des Distalendes wird vorzugsweise mit einem relativ kleinen gerändelten Drehknopf am Proximalende des Handgriffgehäuses über einen vorzugsweise bidirektional wirkenden Bowdenzug bewirkt. Im Innern des Drehknopfes befindet sich ein selbsthemmendes Gewinde, das die Rotation des Drehknopfes in eine Translation des Bowdenzuges übersetzt. Anschläge im Drehknopfmechanismus verhindern dabei ein Überdehnen des Bowdenzuges in beide Richtungen.
Das bewegliche Element des bidirektional wirkenden Bowdenzuges ist aus einer Litze und einer sie umgebenden, dicht anliegenden Spirale aufgebaut, die an mindestens den beiden Enden fest miteinander verbunden sind. Der Zug wird dabei durch das Seil, der Schub durch die Spirale übertragen. Ein starres Rohr bildet die Aussenhülle des Bowdenzuges zur Führung und Aufnahme der Gegenkraft.
Durch die Bidirektionalität des Zuges wird Querschnitt eingespart, da zum Strecken und Beugen des Distalendes nur ein Zug benötigt wird, der auf Zug und Schub belastet wird; der bei ablenkbaren Endoskopen übliche Gegenzug entfällt. Durch das Fehlen des Elementes des Gegenzuges erhält man mehr Freiheit für die Wahl und Verteilung der anderen Elemente im Innern des Schaftes. Ferner kann der Drehpunkt der Ablenkglieder asymmetrisch von der Mitte an den dem Zug gegenüberliegenden Ort verlegt werden, was für die Ablenkung eine grössere Hebelwirkung und somit eine grössere Ablenkkraft bewirkt. Mindestens ein Arbeitskanal ist vorsehbar, wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben.
Das Arbeitsgerät wird in geradem Zustand bis zur ungefähren Arbeitsposition eingeführt. Hier kann eine eingeschobene Faserbildleitersonde eine Einführung unter Sichtkontrolle ermöglichen, da das Boroskop nicht für einen Geradeausblick vorgesehen ist. Nach erreichen der ungefähren Arbeitsposition wird das Distalende mit dem Drehknopf in Arbeitsstellung gebracht, wobei am Ende des Anschlages die vorteilhafte Versteifung eintritt. Eine Variante der Lenkung sieht auch einen Mechanismus vor, der durch ein weiteres Betätigungselement eine Versteifung des flexiblen Teils in beliebiger Ablenkposition ermöglicht, ohne dass die Ablenkung bis zum Anschlag ausgelenkt werden muss.
Wenn die richtige Ablenkposition eingestellt ist, kann der Motor wie in Fig. 3 aktiviert werden und die endoskopische Bearbeitung der Oberfläche unter gleichzeitiger Beobachtung ausgeführt werden.
Das Bearbeitungsgerät wird vorteilhafterweise wieder mit geradegerichteter Ablenkung aus dem Bearbeitungsraum entfernt.
Analog zu der Ausführung gemäß Fig. 3 kann auch hier das eingesetzte Boroskop aus dem Arbeitsüberschaft entnommen werden zur vergrösserten Detailbetrachtung der Oberfläche durch Benutzung des unmontierten Boroskopes.
Eine Modifikation der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform besteht darin, kein starres Boroskop einzusetzen, sondern stattdessen eine Faseroptik zu verwenden, die an der Stirnseite des ablenkbaren Distalendes ausblickt. Der Ablenkmechanismus und der zusätzliche Arbeitskanal ist analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ausgebildet.
Durch die drei Variantenbeispiele kann eine große Vielfalt an Oberflächengeometrien bearbeitet werden.

Claims (12)

  1. Austauschbarer Werkzeugeinsatz für ein endoskopisches Bearbeitungsgerät, mit einer Welle, die an ihrem distalen Ende mit einer Werkzeugeinheit und an ihrem proximalen Ende mit einem Kupplungselement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle flexibel ausgebildet ist, und die Werkzeugeinheit ein Verriegelungselement aufweist, das mit einem Verriegelungsteil des Bearbeitungsgeräts zusammenwirkt, um den Werkzeugeinsatz lösbar zu halten.
  2. Werkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugeinheit einen Arbeitskopf und einen Werkzeugschaft umfaßt, und daß das Verriegelungselement als umlaufende Nut in dem Werkzeugschaft ausgebildet ist.
  3. Werkzeugeinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerbuchse vorgesehen ist, die einen Längsabschnitt des Werkzeugschafts aufnimmt und einen Schlitz aufweist, der so ausgebildet ist, daß das Verriegelungselement den Schlitz durchgreifen kann.
  4. Werkzeugeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle als Litze ausgebildet ist.
  5. Werkzeugeinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spirale vorgesehen ist, die einen Längsabschnitt der Welle drehbar aufnimmt.
  6. Werkzeugeinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantel, vorzugsweise einen Kunststoffmantel vorgesehen ist, der die Spirale umgibt.
  7. Endoskopisches Bearbeitungsgerät mit einem Werkzeugeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Verriegelungseinheit am distalen Ende des Bearbeitungsgeräts, wobei die Verriegelungseinheit ein Verriegelungsteil umfaßt, das mit dem Verriegelungselement des Werkzeugeinsatzes zusammenwirkt.
  8. Bearbeitungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verriegelungsteil senkrecht zur Längsachse des Endoskops erstreckt und an seinem der Längsachse abgewandten Ende an einem parallel zur Längsachse verlaufenden Halteteil der Verriegelungseinheit angebracht ist.
  9. Bearbeitungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil als im wesentlichen senkrecht zur Längsachse federnde Lasche ausgebildet ist, so daß das Verriegelungsteil senkrecht zur Längsachse bewegbar ist.
  10. Bearbeitungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinheit eine in axialer Richtung verlagerbare Hülse aufweist, die über die Lasche schiebbar ausgebildet ist und das Verriegelungsteil senkrecht zur Längsachse bewegt, so daß das Verriegelungsteil in Eingriff mit dem Verriegelungselement des Werkzeugeinsatzes bringbar ist.
  11. Bearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatzkanal vorgesehen ist, der den Werkzeugeinsatz mit Spiel aufnimmt, derart daß der Werkzeugeinsatz in axialer Richtung in den Einsatzkanal ein- und ausführbar ist.
  12. Bearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine Versorgungseinheit für Licht und Energie.
EP00119988A 2000-05-16 2000-09-14 Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät Withdrawn EP1188517A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00119988A EP1188517A1 (de) 2000-09-14 2000-09-14 Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät
DE50110915T DE50110915D1 (de) 2000-05-16 2001-05-15 Austauschbarer Werkzeugeinsatz für ein endoskopisches Bearbeitungsgerät und derartiges endoskopisches Bearbeitungsgerät
EP20010111758 EP1155776B1 (de) 2000-05-16 2001-05-15 Austauschbarer Werkzeugeinsatz für ein endoskopisches Bearbeitungsgerät und derartiges endoskopisches Bearbeitungsgerät
US09/859,199 US6626824B2 (en) 2000-05-16 2001-05-16 Exchangeable tool assembly for an endoscopic treatment device and such treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00119988A EP1188517A1 (de) 2000-09-14 2000-09-14 Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1188517A1 true EP1188517A1 (de) 2002-03-20

Family

ID=8169831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00119988A Withdrawn EP1188517A1 (de) 2000-05-16 2000-09-14 Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP1188517A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1568305A1 (de) * 2004-02-26 2005-08-31 Olympus Corporation Endoskopisches Behandlungssystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5349940A (en) * 1991-01-10 1994-09-27 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope system with a rotating treatment adapter at the end
US5398946A (en) * 1993-12-29 1995-03-21 Poly-Tech Industries Chuck having one-step lock and release
DE19708176A1 (de) * 1997-02-28 1998-09-03 Bosch Gmbh Robert Werkzeughalter für eine Bohr- und/oder Schlagwerkzeugmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5349940A (en) * 1991-01-10 1994-09-27 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope system with a rotating treatment adapter at the end
US5398946A (en) * 1993-12-29 1995-03-21 Poly-Tech Industries Chuck having one-step lock and release
DE19708176A1 (de) * 1997-02-28 1998-09-03 Bosch Gmbh Robert Werkzeughalter für eine Bohr- und/oder Schlagwerkzeugmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1568305A1 (de) * 2004-02-26 2005-08-31 Olympus Corporation Endoskopisches Behandlungssystem

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1155776B1 (de) Austauschbarer Werkzeugeinsatz für ein endoskopisches Bearbeitungsgerät und derartiges endoskopisches Bearbeitungsgerät
US6626824B2 (en) Exchangeable tool assembly for an endoscopic treatment device and such treatment device
DE102005049021B4 (de) Endoskop
EP1997421B1 (de) Videoendoskop
DE19924361C2 (de) Endoskop
EP0501088B1 (de) Endoskop mit proximal ankuppelbarer Kamera
DE4029676A1 (de) Zirkulaer oszillierende saege
DE10348188A1 (de) Ultraschall-Endoskop
DE10358554A1 (de) Chirurgisches Instrument mit Teleskopaufsatz
DE102012206413A1 (de) Rotationsvorrichtung und Verfahren zum Rotieren eines Endoskops
DE102004051793A1 (de) Chirurgisches Instrument mit winkligem Aufsatz
DE102012206412A1 (de) Rotationsvorrichtung und Verfahren zum Rotieren eines Endoskops
DE102013213232B4 (de) Endoskop mit seitlicher Blickrichtung
DE102020115258B3 (de) Endoskop mit schwenkbarer Bilderfassungseinrichtung
EP0029863B1 (de) Zahnärztliche Handstückanordnung
EP1887962A1 (de) Handstück mit beschichtung für bewegte oder bewegbare teile
EP1188517A1 (de) Austauschbarer Werkzeugeinsatz und endoskopisches Bearbeitungsgerät
DE102015205601B4 (de) Lösbare Kupplung und endoskopisches Instrument mit einer lösbaren Kupplung
DE4221403C2 (de) Ärztliches oder zahnärztliches Behandlungsinstrument mit einem angetriebenem Behandlungswerkzeug
DE1491038B2 (de) Zahnarztliches Handstuck
EP0720888B1 (de) Handgeführte Werkzeugmaschine
DE202010006943U1 (de) Endoskop
EP2165673B1 (de) Zahnärztliches Ultraschallinstrument
EP1611865B1 (de) Medizinisches Winkelstück
DE10107156B4 (de) Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung in Nasennebenhöhlen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

AKX Designation fees paid
REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20020921